Un equipo de investigación colaborativo con sede en Japón ha diseñado nuevas proteínas que pueden autoensamblarse en las complejas estructuras subyacentes a los organismos biológicos. sentando las bases para aplicaciones de vanguardia en biotecnología. Los investigadores crearon y desarrollaron las proteínas con una función específica, y su método revela la posibilidad de que se puedan crear determinadas funciones proteicas a demanda.

Los científicos publicaron sus resultados el 24 de abril en Biología sintética , una revista revisada por pares publicada por la American Chemical Society (ACS).

"Todos los organismos contienen biomoléculas autoensambladas, incluidas proteínas, ácidos nucleicos, azúcares y lípidos, ", escribió Ryoichi Arai en el artículo. Arai es el jefe del departamento de complejos supramoleculares en el Centro de Investigación de Dinamismo Fúngico y Microbiano de la Universidad Shinshu en Japón." La capacidad de diseñar y controlar tales ensamblajes es un objetivo central de la ingeniería biomolecular, nanobiotecnología, y biología sintética ".

Arai y su equipo desarrollaron una proteína artificial simple y estable, llamado WA20, en 2012. Para 2015, los investigadores progresaron a nanobloques proteicos (PN-Blocks), que utilizan WA20 para autoensamblarse en múltiples nanoestructuras. Los investigadores se basaron en ese éxito para desarrollar PN-Blocks extensores, que unen las proteínas WA20 para producir complejos de proteínas en forma de cadena e incluso más nanoestructuras.

"El diseño y la construcción de PN-Blocks autoensamblables es una estrategia útil:son como bloques LEGO, "Arai dijo, refiriéndose a los bloques de juguete de plástico que se pueden construir en estructuras muy diferentes a pesar de lo poco que varían individualmente.

Los científicos vincularon dos proteínas WA20 en tándem (ePN-Block), creando estructuras oligoméricas. Otro PN-Block (sPN-Block) intervino, afectando a las estructuras a ser diferentes, variados complejos en forma de cadena bajo demanda. Los complejos de nanoestructura supramolecular se lograron mediante la introducción de un ión metálico, que desencadenó el proceso a través de un mayor autoensamblaje.

Los investigadores planean crear una variedad de nanoestructuras complejas estables y funcionales mediante la combinación de PN-Blocks. El potencial de los PN-Blocks se ha incrementado aún más ahora que pueden evolucionar más complejos con la ayuda de iones metálicos.

"Estos resultados demuestran que la estrategia PN-Block es una estrategia útil y sistemática para construir nanoarquitecturas novedosas, "Arai dijo, señalando que la capacidad de construir nuevos complejos es particularmente importante en biotecnología y biología sintética.

El siguiente paso es seguir desarrollando nanoestructuras para contribuir al desarrollo de nanobiomateriales, que podría usarse como un sistema de administración de medicamentos o para crear proteínas útiles para la investigación biofarmacéutica, como vacunas artificiales, de forma respetuosa con el medio ambiente.